Gambar 2.15. Batang prismatik yang dibebani gaya aksial,
www.aripsusanto.com Tegangan normal dapat berbentuk:
1. Tegangan Tarik Tensile Stress Tegangan tarik terjadi apabila sepasang gaya tarik aksial menarik suatu batang,
dan akibatnya batang ini cenderung menjadi meregang atau bertambah panjang. Maka gaya tarik aksial tersebut menghasilkan tegangan tarik pada batang di suatu bidang
yang terletak tegak lurus atau normal terhadap sumbunya. Seperti terlihat pada gambar 2.15 di bawah ini.
Gambar 2.16. Gaya aksial pada balok, Zainuri, 2010.
d P
P m
n
L
δ
m
n
�
P
a
b
P P
Tegangan Dua gaya P menghasilkan beban tarik sepanjang axis balok, menghasilkan tegangan normal tarik sebesar :
=
P A
2.1
Keterangan : α = Luas penampang
P = Gaya = Tegangan normal
2.7.2. Regangan
Regangan merupakan perubahan bentuk per satuan panjang pada suatu batang. Semua bagian bahan yang mengalami gaya-gaya luar, dan selanjutnya
tegangan internal akan mengalami perubahan bentuk regangan. Misalnya di sepanjang batang yang mengalami suatu beban tarik aksial maka akan meregang
atau bertambah panjang, sementara suatu kolom yang menopang suatu beban aksial akan tertekan atau menjadi pendek. Perubahan bentuk total total deformation yang
dihasilkan suatu batang dinyatakan dengan huruf Yunani δ delta. Jika panjang batang adalah L, regangan perubahan bentuk per satuan panjang dinyatakan
dengan huruf Yunani epsilon, maka: Gaya aksial pada Gambar 2.5.
juga menghasilkan regangan aksial : = δ L
2.2 Keterangan :
δ = Pertambahan panjang deformasi L = Panjang awal.
= Regangan normal
Sesuai dengan hukum Hooke, tegangan adalah sebanding dengan regangan. Dalam hukum ini hanya berlaku pada kondisi tidak melewati batas elastis suatu
bahan, ketika gaya dilepas. Kesebandingan tegangan terhadap regangan dinyatakan sebagai perbandingan tegangan satuan terhadap regangan satuan, atau perubahan
bentuk. Pada bahan kaku tapi elastis, seperti baja, dapat diperoleh bahwa tegangan satuan yang diberikan menghasilkan perubahan bentuk satuan yang relatif kecil.
Pada bahan yang lebih lunak tapi masih elastis, seperti perunggu, perubahan bentuk yang disebabkan oleh intensitas tegangan yang sama dihasilkan perubahan
bentuk sekitar dua kali dari baja dan pada aluminium tiga kali dari baja. Regangan disebut regangan normal shear strain karena berhubungan dengan tegangan
normal. Adapun persamaan regangan normal berdasarkan hukum Hooke : = E ε ε = E
2.3 Keterangan :
= Tegangan normal. = Regangan normal.
E = Modulus elastis.
2.7.3. Tegangan Geser Akibat Torsi
Tegangan geser akibat tosi terjadi ketika bagian mesin menerima aksi dua kopel yang sama dan berlawanan dalam bidang satu maka bagian mesin ini
dikatakan menerima torsi. Tegangan yang diakibatkan oleh torsi dinamakan tegangan geser torsi. Tegangan geser torsi adalah nol pada pusat poros dan
maksimum pada permukaan luar. Pada sebuah poros yang dijepit pada salah satu ujungnya dan menerima
torsi pada ujung yang lain seperti pada Gambar 2.17. Akibat torsi, setiap bagian yang terpotong menerima tegangan geser. Tegangan geser maksimum pada
permukaan luar poros dengan persamaan sebagai berikut :
τ
2.4
Gambar 2.17. Tegangan geser torsi, Zainuri, 2010.
Keterangan : τ = Tegangan geser torsi pada permukaan luar poros atau Tegangan
geser maksimum. r = Radius poros,
T = Momen puntir atau torsi, J = Momen inersia polar,
C = Modulus kekakuan untuk material poros, l = Panjang poros,
= Sudut puntir dalam radian sepanjang l. 1.
Tegangan geser torsi pada jarak x dari pusat poros adalah:
2.5
2. Dari persamaan 2.4-2.5 diperoleh:
T J
= τ
r atau T= τ
J r
2.6
